各种金属发条簧

1、设计：目前，广泛应用的弹簧应力和刚度计算公式是初等材料力学推导出来的，不锈钢弹簧若无一定的实际经验，很难设计和制造出高精密度的弹簧。随着设计应力的提高，以往的经验很多已不适用。近年来，对FEM（有限元法）设计法的研究的较多，一部分已进入实用化阶段。为了构造材料的数据基础，应加强金属材料的力学基础理论研究；为了在设计阶段能准确预测疲劳寿命和松弛性，作为选择材料与应力关系的数据基础，必须掌握FEM技术。

   2、原材料：碳素和合金材料质量差，品种少，各种金属发条簧厂家，规格不全。出厂原材料未剥皮和探伤，表面和内部缺陷严重，抗拉强度波动大（可达10－20N），影响弹簧质量和企业效益。原材料已影响我国弹簧行业的发展，需要提高质量，发展品种，创出品牌，满足行业需要，替代进口。弹簧材料除继续从化学成分方面解决外，主要解决降低非金属夹杂物和控制表面质量及尺寸精度。对于弹簧材料的主要要求是：在高强度下工作的弹簧应有高的疲劳寿命和良好的抗松弛性，根据不同的用途，应具有耐腐蚀性、非磁性、导电性、耐磨性、耐热性等。

   3、产品我国弹簧产品品种不全，多为生产结构简单、易于成形、用量大的一些低技术含量产品，各种金属发条簧供应商，而对结构复杂的高精尖技术产品却只有少数厂家有能力生产，且产量远远不足以满足市场需求。产品性能方面与国外同类产品也有一定差距，如弹簧的负荷精度、垂直度精度等方面都有不少的差距，集中反应在性能不稳定，坊子各种金属发条簧，有些重要质量指标离散性大，使用寿命不稳定。特别是当主机要求弹簧在高速、高应力工况下工作时，矛盾更为突出。今后弹簧的发展方向应是：高强度、高寿命、轻量化、小型化、异形件、组合件。加强对弹簧新产品的开发，加大新产品的研究力度，继续扩大弹簧产品的品种规格。

 

首先来介绍一下什么叫弹簧抗疲劳：弹簧装配在产品或机械上面后经过反复不断的压缩、扭转、拉伸、冲击、振动或长期交应力下的使用寿命和复位性能。如果想要提高弹簧的抗疲劳，就要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等碳素弹簧钢即含碳量WC在0.6%-0.9%范围内的优质碳素结构钢。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，各种金属发条簧价格，主要靠增加硅含量Wsi提高性能；另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量。弹簧制成后经喷丸处理能使弹簧表层产生残余压应力，以抵销表层上的部分工作应力，抑制表层裂缝的形成，这可显著提高弹簧的疲劳极限。同一材料来说，细晶粒组织比粗细晶粒组织具有更高的屈服强度。

   除挑先好的材料外，以下几种条件也可以提高弹簧抗疲劳的强度。

   1.表面处理：材料表面进行磨削、强压、抛丸和滚压等。都可以提高弹簧的疲劳强度

   2.弹簧设计：材料的尺寸愈大产生表面缺陷的可能性也越大，这些原因都会导致疲劳性能下降。因此在计算弹簧的疲劳强度时要考虑尺寸效应的影响。

   3.工作保境：在腐蚀条件下工作的弹簧，为了保证其疲劳强度，可采用抗腐蚀性能高的材料，如不锈钢、非铁金属，或者表面加保护层，4.如镀层、氧化、喷塑、涂漆等。实践表明镀镉可以大大提高弹簧的疲劳极限。

   4.工作温度：在高温条件下工作的弹簧，要考虑采用耐热钢。在低于室温的条件下，弹簧钢的疲劳极限会有所增加。

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